JP4316979B2 - 液晶表示装置および液晶表示装置の組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置および液晶表示装置の組立方法に関し、特に、光源を導光板の側端面に配置したバックライトを備える液晶表示装置とその組立方法に関する。

従来の液晶表示装置は、液晶パネルの背面にバックライトを配置しており、該バックライトはＬＥＤ光源からの出射光を導光板の側端面に入射させ、その伝播した光を導光板の表面側からプリズムシート等を介して出射させることによって面光源を構成し、液晶パネルの背面を全体的に照射するようにしている。詳しくは、図１１に示すように、底壁１ａと側壁１ｂ、１ｃとを備えたケース１の凹部に反射板５を敷設した状態で透明板からなる導光板２を落とし込み、導光板２の側端面である入光面２ａと側壁１ｃとの間に生じる隙間にフレキシブルプリント基板３に実装されたＬＥＤ４を嵌め込んでいる。

ＬＥＤ４が固定されたフレキシブルプリント基板３はケース１の側壁１ｃへ固定するため、ＬＥＣ４と導光板２の入光面２ａとの間には寸法公差などによる距離Ｌ１のバラツキが生じる。この距離Ｌ１は、バックライトの表面輝度に関係し、距離Ｌ１が長いとＬＥＤ４からの出射光が外部に漏れて導光板２への光の入射効率が低下し、所定の輝度が得られない場合がある。即ち、距離Ｌ１が短い方がＬＥＤ４からの出射光を導光板２の入光面２ａに有効に入光させることができる。
しかし、この距離Ｌ１を狭く設計するとフレキシブルプリント基板３に実装されたＬＥＤ４を導光板２の入光面２ａとケース１の側壁１ｃとの隙間に嵌め込む取付作業が困難となり作業効率が大幅に低下する問題が発生する。

特開２００２−１５６６３２号公報では、図１２（Ａ）（Ｂ）に示すような液晶表示装置が提案されており、導光板６の入光面６ａと反対側に位置するモールド枠５の内壁面に弾性を有する爪５ａを形成し、爪５ａにより導光板６をＬＥＤ７側に押圧保持することで、導光板６の入光面６ａとＬＥＤ７との対向する隙間を一定とするようにしている。

しかしながら、モールド枠５の凹部に落とし込まれた導光板６は爪５ａにより入光面６ａ側に移動されるため、導光板６の反入光面６ｂとモールド枠５の内壁面との間に隙間８が発生して光が漏れてしまい、反入光面６ｂ側での反射効率が悪くなる問題が発生する。
また、導光板６は爪５ａにより入光面６ａ側に押圧されるので、ＬＥＤ７に大きな応力が加わらないようにするために、図１２（Ａ）に示すようにＬＥＤ設置用の窪み部５ｂをモールド枠５の側壁に設けなければならない。こうすると、モールド枠５に窪み部５ｂを形成するためにはモールド枠５の側壁の厚みを増やさなければならないと共に、窪み部５ｂにより局所的に薄肉となるためモールド枠５の強度も低下してしまう問題がある。

また、特開２００２−２８７１３８号公報では、導光板を収容するケースに段差等の位置決め部を設けることで、導光板の入光面とＬＥＤとの距離を所定間隔に維持し、明るさや表示ムラに悪影響を及ぼさないようにしている。しかし、上記導光板の入光面の反対側の反入光面側の反射効率が考慮されていないと共に、導光板とＬＥＤとの距離を非常に小さく設定した場合には、導光板の入光面とケースとの隙間にＬＥＤを嵌め込む作業が困難となる問題は解消されていない。

さらに、特開２００３−１５６７３９号公報では、導光板の下面及び側面に接着剤を介して一体的に反射シートを設けると共に該導光板の切欠部をＬＥＤの配置空間として枠体を用いない構成としている。しかし、導光板に複数の反射シートを接着剤で取り付ける作業が必要となるため、工数が増大し作業効率が低下すると共に、ＬＥＤが動かないようにするためにはＬＥＤを実装したフレキシブルプリント基板を導光板に接着剤を介して固定する必要があり更に作業効率が低下する問題がある。
特開２００２−１５６６３２号公報 特開２００２−２８７１３８号公報 特開２００３−１５６７３９号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、導光板への入射効率の向上と光源の取付作業効率の向上という相反する要望を達成し、かつ、導光板の反入光面での反射効率を向上させることを課題としている。

上記課題を解決するため、本発明は、液晶パネルの背面側にバックライトを備え、該バックライトはケースの外周枠の内部に導光板が嵌め込まれていると共に該導光板の側端面である入光面に対向して光源が配置されている液晶表示装置において、
上記導光板の入光面の反対側の反入光面と上記ケースの外周枠との隙間に挿入する反射材を設け、
上記光源を上記導光板の入光面とケースの外周枠との隙間に挿入配置する際には、上記反射材を未挿入の状態で上記隙間を拡げている一方、光源の配置後は上記導光板を上記光源側に近接移動させて上記隙間に上記反射材が挿入される構成としていることを特徴とする液晶表示装置を提供している。

上記構成とすると、光源を組み付ける際には、上記反射材が未挿入の状態でケースの外周枠と導光板の入光面との隙間を拡げて光源を該隙間に嵌め込み易くすることができ、光源の組付作業の効率を向上させることが可能となる。光源を組み付けた後は、導光板の反入光面とケース外周枠との隙間に上記反射材を挿入することで導光板を光源側に近接移動させて、導光板の入光面と光源と間のクリアランスを狭く一定に保持して、光源からの出射光の導光板への入射効率を向上させることが可能となる。しかも、導光板の反入光面に反射材が沿わされることになるので、導光板を伝播した光が反入光面から漏れることがなく、反射効率を向上させることもできる。
したがって、導光板への入射効率の向上と光源の取付作業の効率向上との両立を実現することができると共に、導光板の反入光面での反射効率も向上する。

上記導光板の入光面の反対側の反入光面と上記ケースの外周枠との隙間に出没可能な可撓性を有するフック片を上記ケースと一体的に設け、
上記光源を上記導光板の入光面とケースの外周枠との隙間に挿入配置する際には上記フック片を上記隙間より外方に位置させている一方、光源の配置後はフック片を上記隙間に移動させて上記導光板の反入光面を押圧して上記導光板を上記光源側に近接移動させている。

上記構成とすると、光源を組み付ける際には、導光板の下面をフック片に載せてフック片を外方に位置させることにより導光板の反入光面がフック片に保持されていないフリーの状態となり、ケースの外周枠と導光板の入光面との隙間を拡げて光源を該隙間に嵌め込み易くすることができる。一方、光源を組み付けた後は、導光板の反入光面とケース外周枠との隙間にフック片を出没させて導光板の反入光面を押圧保持させることで、導光板を光源側に近接移動させて、導光板の入光面と光源と間のクリアランスを狭く一定に保持して、光源からの出射光の導光板への入射効率を向上させることができる。しかも、導光板の反入光面はフック片により保持されて、導光板の反入光面とケース外周枠との隙間が拡げた状態で維持されるので、該隙間に反射材を挿入する作業が行い易くなる利点がある。

また、上記フック片は、上記導光板の背面に位置するケース底壁の一部を切り込んで自由端を有する撓み部を形成すると共に、該撓み部の先端から表面側に突出した突起部を設けることでケースと一体成形で設けていることが好ましい。

なお、本発明に用いる液晶パネルは単純マトリクス方式に限るものではなく、薄膜トランジスタ等のアクティブ・マトリクス方式の液晶パネル、その他の各種方式の液晶パネルでもよい。また、液晶パネルのサイズも携帯電話や携帯情報端末等の小サイズに限らず、比較的大サイズの液晶パネルにも適用できる。

また、本発明は第２に、液晶パネルの背面側にバックライトを備え、該バックライトはケースの外周枠の内部に導光板が嵌め込まれていると共に該導光板の側端面である入光面に対向して光源が配置されている液晶表示装置の組立方法において、
上記導光板を上記ケースに嵌め込むと共に上記導光板の入光面とケース外周枠との隙間を拡げた状態として該隙間に上記光源を挿入配置し、
次いで、上記導光板を上記光源側に近接移動させて、上記導光板の入光面の反対側の反入光面と上記ケースの外周枠との隙間を拡げた状態として該隙間に帯状の反射材を挿入することを特徴とする液晶表示装置の組立方法も提供している。

以上の説明より明らかなように、本発明によれば、光源を組み付ける際には、上記反射材を未挿入として導光板の入光面とケース外周枠との隙間を拡げ、光源を嵌め込み易くして作業効率を向上させることができる一方、光源の組み付け後は、導光板の反入光面とケース外周枠との隙間に上記反射材を挿入し、導光板を光源側に近接移動させることで導光板への入射効率を向上させることができる。しかも、導光板の反入光面に反射材が備えられるので、導光板を伝播した光が反入光面から漏れることがなく、反射効率を向上させることも可能となる。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は第１実施形態の液晶表示装置１０の分解斜視図である。液晶表示装置１０は、液晶パネル１８と、液晶パネル１８の背面側に配置された照明装置となるバックライト２４とを備え、液晶パネル１８とバックライト２４をベゼル（図示せず）により保持固定している。また、液晶パネル１８は、液晶を挟持した一対の基板（図示せず）と、液晶の配向状態を制御するための駆動回路（図示せず）とを設けている。

バックライト２４は、樹脂で一体成形され凹部２２を有するケース１１と、ケース１１の凹部２２に敷設される反射板１４と、反射板１４の上に配置されポリカーボネート樹脂成形品からなる矩形状の透明板である導光板１５と、導光板１５の入光面１５ａとケース１１との間に配置されるＬＥＤ（光源）１３と、ＬＥＤ１３を複数個実装したフレキシブルプリント基板１２と、導光板１５の反入光面１５ｂ側に配置される反射シート（反射材）２３と、導光板１５の上に直交して積層される第１、第２プリズムシート１６、１７とを備えている。なお、ケース１１は樹脂製に限定されるものではない。

ケース１１は、四角形状の底壁１９周縁の三辺に高背の側壁２０を設けると共に残りの一辺に低背の側壁２１を設けて外周枠とすることで凹部２２を形成している。
反射シート２３は、導光板１５の反入光面１５ｂと略同形状の帯状とし、その厚さは導光板１５の反入光面１５ｂとケース１１の側壁２０との隙間に挿入可能な厚さとし、具体的には０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍの厚さとしている。反射シート２３の材質としては特に限定されるものではなく、反射面は白色反射、銀やアルミなどの鏡面反射などが好適である。

反射板１４は、導光板１５の入光面１５ａから入射する光の利用効率を高めるために導光板１５の下に設置されているが、単独の反射板１４に代えてケース１１の底壁１９にアルミニウム蒸着等で反射層を形成してもよい。
第１、第２プリズムシート１６、１７は、プリズム溝を交差させて積層配置しているが、発光面にムラ等が見られる場合はさらに拡散板を用いてもよい。

次に、バックライト２４の組立手順を説明する。
先ず、図２に示すように、ケース１１の凹部２２に反射板１４を敷設した状態で導光板１５を落とし込み、導光板１５の反入光面１５ｂを側壁２０側に寄せることで導光板１５の入光面１５ａと低背の側壁２１との間の隙間を拡げた状態とし、この拡げられた隙間にフレキシブルプリント基板１２に実装されたＬＥＤ１３を嵌め込んで組み付ける。このように、導光板１５の入光面１５ａとＬＥＤ１３との間のクリアランスＳを距離ｄ１として大きくとることができるので、ＬＥＤ１３の組み付け作業を容易に行うことができ作業性が良好となる。なお、本実施形態ではクリアランスＳの距離ｄ１を０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下としている。

次いで、図３に示すように、導光板１５をＬＥＤ１３側に近接移動させて、導光板１５の入光面１５ａとＬＥＤ１３との隙間を狭め、即ち、導光板１５の反入光面１５ｂと側壁２０との隙間を拡げ、この拡げられた隙間に反射シート２３を挿入する。
この状態では、導光板１５の入光面１５ａとＬＥＤ１３とのクリアランスの距離ｄ２が０ｍｍ以上０．１ｍｍ以下の一定間隔に狭められているので、ＬＥＤ１３からの出射光の導光板１５への入射効率を向上させることが可能となる。なお、ＬＥＤ１３は導光板１５の入光面１５ａとケース１１の側壁２１とで挟持された状態となっているので、ＬＥＤ１３を実装したフレキシブルプリント基板１２はケース１１に固定する必要はない。

上記構成とすると、導光板１５の反入光面１５ｂに反射シート２３が設けられるので、導光板１５を伝播した光が反入光面１５ｂから漏れることがなく、反射効率を向上させることが可能となる。
なお、反射シート２３は反入光面１５ｂに面して設けるだけでなく、導光板１５の入光面１５ａに直交する側端面にも設けてもよい。

図４および図９は第２実施形態を示す。
第１実施形態との相違点は、ケース３１にフック片４６を設けている点である。

ケース３１は、図４および図５に示すように、四角形状の底壁４２周縁の三辺に高背の側壁４０を設けると共に残りの一辺に低背の側壁４１を設けて外周枠とすることで凹部４２を形成し、低背の側壁４１の反対側に位置する側壁４０に接する底壁４２にコ字状のスリット４５を切り込んで可撓性を有するフック片４６を設けている。
フック片４６は、スリット４５で囲まれた撓み部４６ａと、撓み部４６ａの自由端より上方に突出する突起部４６ｂとを備えており、突起部４６ｂを上方から押し下げることでフック片４６全体が背面側に撓むようになっている。

反射シート４３は、図９に示すように、導光板１５の反入光面１５ｂと略同形状の帯状とし、その厚さは導光板１５の反入光面１５ｂとケース１１の側壁２０との隙間に挿入可能な厚さとし、かつ、フック片４６の突起部４６ｂに対応する位置の下端に切欠部４３ａを設けている。

図６に示すように、ケース３１の凹部４５に反射板１４を敷設した状態で導光板１５を落とし込み、導光板１５の底面をフック片４６の突起部４６ｂに載せることでフック片４６を背面側に撓ませる。この状態では導光板１５はフリーであるので入光面４６ａと低背の側壁４１との間の隙間を拡げることでき、この拡げられた隙間にフレキシブルプリント基板１２に実装されたＬＥＤ１３を嵌め込んで組み付ける。なお、本実施形態では導光板１５の入光面１５ａとＬＥＤ１３とのクリアランスＳの距離ｄ１は０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下としている。

そして、図７に示すように、導光板１５をＬＥＤ１３側にスライドさせながらフック片４６を弾性復帰させることで、導光板１５の入光面１５ａに対向する反入光面１５ｂがフック片４６の突起部４６ｂで押圧保持されて、導光板１５の入光面１５ａとＬＥＤ１３とのクリアランスの距離ｄ２が０ｍｍ以上０．１ｍｍ以下の一定間隔に狭められる。

次いで、図８に示すように、ケース側壁３１と導光板１５の反入光面１５ｂとの隙間に反射シート４３を挿入し、反入光面１５ｂを反射シート４３で覆うと共に反射シート４３の切欠部４３ａをフック片４６の突起部４６ｂに位置させて、突起部４６ｂと反射シート４３が干渉しないようにしている。なお、他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

上記構成とすると、フック片４６によりケース側壁３１と導光板１５の反入光面１５ｂとの隙間が確保された状態に維持することができるので、反射シート４３を挿入する作業の際に、作業者は導光板１５を保持する必要がなくなり、反射シート４３の組付作業性を向上させることができる。
なお、フック片４６の位置は図４に示したものに限定されず、導光板１５の入光面１５ａに直交する側端面を押さえる位置に設けてもよい。また、フック片２３の数は何個でもよい。

図１０は第３実施形態を示す。
第１実施形態との相違点は、反射材６３およびケース５１の側壁６０にテーパ面６８ａおよびテーパ部６０ａを設けている点である。

反射材６３は、樹脂製のスペーサ６８の一面側に反射シート６７を貼付して形成しており、該スペーサ６８は反射シート６７が貼付された面の反対面を下方に向けて幅を狭くするテーパ面６８ａとしている。
ケース５１は、導光板１５の反入光面１５ｂと対向する側壁６０の内面に下方に向けて内方に突出するテーパ部６０ａを備えている。

上記構成とすると、反射材６３を図中矢印方向に挿入する際に、反射材６３のテーパ面６８ａが側壁６０のテーパ部６０ａに誘導されるので、反入光面１５ｂと側壁６０との間の隙間に反射材６３を挿入し易くなり、組立作業性が向上する利点がある。なお、本実施形態では、反射シート６７とスペーサ６８との別体を貼り付けることで反射材６３を構成しているが、反射性を有する材料の一体品に上記同様のテーパを設ける構成としてもよいことは言うまでもない。

本発明の第１実施形態の液晶表示装置を示す分解斜視図である。 ＬＥＤの取付時を示す断面図である。 反射シートを組み付けた状態の断面図である。 第２実施形態のケースの上面図である。 図４のＡ−Ａ線断面図である。 導光板およびＬＥＤを組み付けた状態の上面図である。 フック片を復帰させた状態の断面図である。 反射シートを組み付けた状態の断面図である。 反射シートの斜視図である。 第３実施形態を示す断面図である。 従来例を示す断面図である。 （Ａ）は別の従来例の上面図、（Ｂ）は断面図である。

符号の説明

１０ 液晶表示装置
１１ ケース
１２ フレキシブルプリント基板
１３ ＬＥＤ（光源）
１４ 反射板
１５ 導光板
１５ａ 入光面
１５ｂ 反入光面
１６ 第１プリズムシート
１７ 第２プリズムシート
１８ 液晶パネル
２０、２１ 側壁（外周枠）
２３ 反射シート（反射材）
２４ バックライト
４６ フック片
Ｓ クリアランス

Claims (3)

1. 液晶パネルの背面側にバックライトを備え、該バックライトは、矩形状の底壁と、該底壁の四辺に沿って外周枠を有するケースの内部に導光板が前記外周枠に沿って嵌め込まれると共に、上記外周枠の一辺の内面と前記導光板の側端面である入光面との間に光源が配置される液晶表示装置において、
   上記ケースの光源配置側と反対側の外周枠の内面から上記光源までの寸法に対して、前記導光板の入光面と該入光面と反対側の反入光面との間の長さ寸法が小さくされると共に、上記導光板の反入光面と上記ケースの外周枠との隙間に反射材が挿入されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 上記導光板の入光面の反対側の反入光面と上記ケースの外周枠との隙間に出没可能な可撓性を有するフック片を上記ケースと一体的に設け、
   上記フック片は底壁の一部をコ字状に切り込んで、先端より上方に突出する突起部を設けた形状とし、
   上記導光板の反入光面と前記ケースの外周枠との隙間には、上記反射材の下部に上記フック片が挿入されている請求項1に記載の液晶表示装置。
3. 液晶パネルと、該液晶パネルの背面側にバックライトを備え、液晶パネルとバックライトとはベゼルで保持固定し、
   上記バックライトは、矩形状の底壁と、該底壁の四辺に沿って外周枠を有するケースの内部に、上記底壁側から反射板、導光板、プリズムシートを順次配置すると共に、導光板の側端面である入光面と上記ケースの外周枠との間に光源が配置される液晶表示装置の組立方法において、
   上記導光板を上記ケースの外周枠に沿って嵌め込んで、該導光板の入光面とケース外周枠との隙間を拡げた状態とし、
   上記隙間に上記光源を挿入配置し、
   次いで、上記導光板を上記光源側に近接移動させて、上記導光板の入光面の反対側の反入光面と上記ケースの外周枠との隙間を拡げた状態とし、該隙間に帯状の反射材を挿入することを特徴とする液晶表示装置の組立方法。

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